ทำไมต้องอัปเกรดมาใช้มาตรฐานการปกป้องข้อมูลเคลื่อนที่ระดับการใช้งานทางทหารอย่าง FIPS 140-3 Level 3

FIPS 140-3 มีประสิทธิภาพเหนือกว่า FIPS 140-2

FIPS 140-2 เป็นมาตรฐานที่กำหนดขึ้นในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 20 และผ่านการอนุมัติในปี 2001 ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านมานานขนาดนี้ จึงมีความจำเป็นต้องกำหนดมาตรฐานใหม่สำหรับคริสต์ศตวรรษที่ 21 ขึ้นมา FIPS 140-3 จึงถือเป็นการอัปเดตมาตรฐานที่สืบทอดมาจากยุค 2020 โดยการอัปเดตครั้งใหม่ในอีกหนึ่งทศวรรษถัดจากนี้จะมาพร้อมกับคุณสมบัติการป้องกันที่แข็งแกร่งขึ้นเพื่อรับมือกับเทคโนโลยีควอนตัมคอมพิวเตอร์

การเข้ารหัสแบบ XTS-AES 256-bit ที่ใช้ในไดรฟ์จัดเก็บข้อมูลแบบเข้ารหัสเชิงฮาร์ดแวร์มีหลักการทำงานดังนี้ ผู้ใช้สร้างรหัสผ่านให้กับไดรฟ์อันใหม่หรือไดรฟ์ที่เพิ่งฟอร์แม็ต จากนั้นไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีความปลอดภัยภายในไดรฟ์จะสร้างคีย์สำหรับเข้ารหัสเชิงฮาร์ดแวร์แบบ AES โดยใช้ระบบออกตัวเลขสุ่มตามมาตรฐานของ NIST และอัลกอริทึมที่ได้รับการอนุมัติมาแล้ว แต่หากระบบออกตัวเลขสุ่มไม่ได้ทำการสุ่มตัวเลขอย่างแท้จริงในทางคณิตศาสตร์ ก็จะกลายเป็นช่องโหว่ให้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์นำไปใช้ประโยชน์และสร้างคีย์สำหรับเข้ารหัสนี้ขึ้นมาเองได้

มาตรฐาน FIPS 140-3 กำหนดให้ผู้ผลิตไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีความปลอดภัยต้องเพิ่มประสิทธิภาพให้กับระบบออกตัวเลขสุ่มเพื่อยกระดับความสามารถในการเอนโทรปี (หรือการสุ่มตัวเลข) กล่าวได้ว่าการเพิ่มประสิทธิภาพการเข้ารหัสดังกล่าวเพียงอย่างเดียวก็สร้างผลลัพธ์ที่ยิ่งใหญ่ในทางคณิตศาสตร์ที่ช่วยให้การเข้ารหัสแบบ XTS-AES ยังคงรับมือกับการเจาะระบบคอมพิวเตอร์ได้เป็นเวลาหลายปี รวมทั้งมอบการปกป้องได้อย่างเพียงต่อการโจมตีโดยใช้เทคโนโลยีควอนตัมคอมพิวเตอร์ในระยะเวลาอันใกล้นี้

นอกจากนี้ยังมีการเพิ่มคุณสมบัติต่อไปนี้เข้ามาด้วย

• ความยาวรหัส PIN หรือรหัสผ่านขั้นต่ำ: รหัสผ่านยาวขึ้นจากเดิม 7 อักขระมาเป็น 8 อักขระ เพื่อให้รหัสผ่านมีความรัดกุมมากขึ้นและป้องกันการโจมตีรหัสผ่านแบบอัตโนมัติได้มากขึ้น นอกจากนี้ ไดรฟ์ควรมีคุณสมบัติป้องกันการโจมตีรหัสผ่านแบบ Brute Force เพื่อให้ไดรฟ์ทำการลบข้อมูลแบบเข้ารหัสลับและหยุดการโจมตีดังกล่าวได้ตั้งแต่เนิ่น ๆ
• ไม่มีรหัส PIN หรือรหัสผ่านที่ตั้งค่าจากโรงงาน: ผู้ใช้จะต้องตั้งรหัส PIN หรือรหัสผ่านด้วยตัวเองตอนที่ใช้ไดรฟ์ครั้งแรก
• การทดสอบด้วยตนเองเป็นระยะ: ไดรฟ์แต่ละตัวต้องทำการทดสอบด้วยตนเองเพื่อจะได้มั่นใจว่าคุณสมบัติรักษาความปลอดภัยทั้งหมดยังทำงานได้ตามปกติ หากตรวจพบปัญหา ไดรฟ์จะต้องชัทดาวน์ทันที คุณสมบัตินี้จะตรวจจับความผิดปกติและการโจมตีที่อาจเกิดขึ้นกับวงจร ซึ่งแสดงให้เห็นเป็นการทำงานผิดปกติ
• การชัทดาวน์อัตโนมัติเมื่อมีอุณหูมิความร้อนสูงและแรงดันไฟฟ้าสูง: หากไดรฟ์ทำงานเกินกว่าค่าที่กำหนดไว้ ไดรฟ์จะต้องชัทดาวน์ตัวเอง เพราะบางครั้งแฮกเกอร์จะใช้การโจมตีแบบ Side-channel Attack โดยอาศัยการเก็บและใช้ข้อมูลจากตัวระบบเพื่อที่จะใช้โจมตีภายหลัง ส่งผลให้ไดรฟ์มีอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าสูงมาก ซึ่งการตอบสนองของคุณสมบัตินี้จะช่วยสกัดกั้นการโจมตีบางแบบได้

นี่เป็นเพียงการสรุปข้อมูลเกี่ยวกับมาตรฐาน FIPS 140-3 Level 3 อย่างสังเขปเท่านั้น เนื่องจากมาตรฐานนี้ยังประกอบด้วยคุณสมบัติด้านการปกป้องและการป้องกันอีกมากมาย ซึ่งบางส่วนออกแบบมาเพื่อการเข้ารหัสที่มีความซับซ้อน สำหรับมาตรฐาน FIPS 140 แบบใหม่นั้น ปกติแล้วผู้ผลิตต้องใช้เวลานานถึง 2 ปีกว่าจะออกแบบไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีความปลอดภัย เพิ่มประสิทธิภาพให้กับเฟิร์มแวร์ของไดรฟ์และวิธีการประมวลผล Critical Security Parameters (CSP) ทำการทดสอบในห้องปฏิบัติการที่ผ่านการรับรองจาก NIST ซึ่งนอกเหนือจากการทดสอบทั่วไปแล้วยังอาจจะรวมถึงการตรวจทานซอร์สโค้ดด้วย แล้วจึงนำไดรฟ์ออกสู่ตลาดเป็นขั้นตอนสุดท้าย

ไดรฟ์อาจจะได้รับการรับรองว่ามีมาตรฐานระดับ FIPS 140-3 Level 3 (Pending) เพราะหลังจากผ่านการทดสอบในห้องปฏิบัติการแล้ว NIST ยังต้องใช้เวลาสูงสุดถึง 18 เดือนในการออกใบรับรองฉบับสมบูรณ์ ทั้งนี้เป็นเพราะมีการขอรับรองซอฟต์แวร์และฮาร์ดแวร์รอคิวอยู่อีกเป็นจำนวนมาก Kingston จะวางจำหน่ายไดรฟ์ของตนหลังจากผ่านการทดสอบในห้องปฏิบัติการแล้ว คุณสามารถดูการรับรองที่อยู่ระหว่างดำเนินการได้จากเว็บไซต์ NIST